氟化共价有机骨架构筑纳米氧气传输通道提升锌空电池性能

在空气阴极中建立具有加速传质的丰富三相界面对于开发高速率和长周期可再充电锌空气电池（ZAB）是非常理想的。共价有机框架（COF）展示了定制的纳米孔结构，有助于合理调整其特定财产。在这里，通过精细调整COF的氟化纳米孔，我们史无前例地设计和合成了一种用于可充电ZAB的新型高性能空气阴极。COF纳米片在其纳米孔（氟化COF）中用氟化烷基链修饰，其对O2具有高亲和力。氟化COF纳米片堆叠成明确的O2传输通道，然后在亲水性FeNi层状双氢氧化物（FeNi-LDH）电催化剂表面上组装成亲气“纳米岛”。因此，O2和水的传质“高速公路”在纳米尺度上分离，这显著扩大了三相边界的面积，并大大促进了其中的传质。基于COF改性空气阴极的ZAB提供了小的充电/放电电压间隙（0.64 V，5 mA cm−2）、峰值功率密度（118 mW cm−1）和稳定的循环性，远远超过传统的Fe-Ni-LDH空气阴极。这项工作为高性能ZAB空气阴极的设计提供了一种可行的方法，并将扩大COF的新应用。